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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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关于裂缝,你是否也被忽悠过?  

2016-07-30 06:46:11|  分类: 建筑工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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我们经常碰到这么一个情况,无论对于结构哪个部位,很多专家及图审均要求计算裂缝!

但很多时候,裂缝是很难算够的,除非增加很多的钢筋。

    我们看看《全国民用建筑工程设计技术措施:结构(混凝土结构)(2012年版)》第14页是怎么说的吧:

2.6.5 荷载作用下的受力裂缝控制

1. 按照《混凝土结构设计规范》2010中公式计算得到的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件的裂缝宽度,对于处于一类环境中的民用建筑钢筋混凝土构件,可以不作为控制工程安全的指标

2.厚度≥1m的厚板基础,无需验算裂缝宽度

3.其他基础构件(包括地下室挡土墙)的允许裂缝宽度可以放宽0.4mm

说明:

        当前许多工程,由于验算受弯裂缝宽度超过规范允许值,因而额外多配很多钢筋,造成很大浪费。

        工程中混凝土的开裂,绝大多数是由于上述的两大类原因(即混凝土收缩及外部温度作用)及支座沉降造成的,规范并没有规定出现这类裂缝及宽度的计算方法,也没有明确这类裂缝是否应与受力裂缝叠加,原因是这类裂缝的不确定因素很多。

        我 国对于混凝土构件的受力裂缝宽度的计算公式,有三本规范:建设部、交通部、水利部的混凝土结构设计规范,计算结构相差很大。交通、水利工程的混凝土构件所 处的环境比我们建筑物的构件要严酷的多,但是建设部的混凝土结构设计规范 2010 计算的将结果确实最大。

        有经验的工程师大都有此体会,按规范公式计算本该出现的受力裂缝,在工程构件上根本找不到,而且在实际工程构件上由荷载试验产生的裂缝宽度,有时却比计算值小一个数量级。

        建 设部规范裂缝宽度的计算公式是来源于前苏联,前苏联的穆拉谢夫教授在1949年专门研究裂缝,他按纯弯构件,假定构件裂缝间距相等,然后根据裂缝处钢筋应 力与混凝土内力等因素,推导出裂缝宽度,并根据实验数据得出最后公式。我国东南大学丁大钧继承了穆拉谢夫的思路,后来中国建筑科学院也对此进行研究,得出 裂缝宽度的公式。

        由此,我们应该明确 混凝土结构设计规范2010 裂缝宽度计算公式的适用范围:

        1.只适用于单向简支受弯构件。双向受弯构件不适用,如双向板、双向密肋板

        目 前规范中有关裂缝控制的盐酸方法,是沿用早期低强钢筋以简支梁构件形式进行实验研究的结果,与实际工程中的承载能力和裂缝状态相差很大。由于工程结构中梁 板的支座约束,楼板的拱效应和双向作用等的影响,实际裂缝状态比验算结果要有利得多。采用高强材料以后,受力钢筋的应力大幅提高,裂缝状态将取代承载能力 成为控制设计的主要因素,从而制约高墙材料的应用。而与国外规范比较,我国裂缝宽度的验算结果偏于严厉。试验观察表明实际裂缝呈V字形,钢筋表面的裂缝宽 度远小于构件表面。

        不少审图单位要求设计单位提供双向板的裂缝计算宽度和挠度,实际上规范中并未提供计算的方法,所以这种要求是没有意义和依据的。

        2.对于连续梁计算裂缝宽度偏大。主要是因为连续梁受荷后,端部外推受阻产生拱效应,降低了钢筋应力。

        3.外挡墙是压弯构件,不宜采用此式计算。

        计 算裂缝宽度,目的是使裂缝控制在一定限度内,以减少钢筋锈蚀。但在一类环境中,裂缝宽度对于钢筋锈蚀没有明显影响,这在世界上已有共识。传统的观点认为, 裂缝的存在会引起钢筋锈蚀加速,减短结构寿命。但近50年国内外所做的多批带裂缝混凝土构件长期暴露试验以及工程的实际调查表明,裂缝宽度对于钢筋锈蚀程 度并无明显关系。许多专家认为,控制裂缝宽度只是为了美观或心理上的安全感。美国规范ACI138规范自1999年版开始取消了以往室内、室外区别对待裂 缝宽度允许值的做法,认为在一般的大气环境条件下,裂缝宽度控制并无特别意义;欧盟规范EN1992-1.1认为“只要裂缝不削弱结构功能,可以不对其加 以任何控制”,“对于干燥或永久潮湿环境,裂缝控制仅保证可接受的外观;若无外观条件,0.4mm的限值可以放宽”。

        有时,裂缝宽反而比窄对结构更有利,构件反而不易锈蚀。海水、除冰盐等化学腐蚀环境下,细缝更易由毛细管作用而进水(侵蚀性的),侵蚀水进去后,不宜由雨水等冲刷掉,因此对构件更不利。

综上所述:
1. 混凝土结构设计规范 2010 裂缝宽度的计算公式所得出的裂缝宽度偏大

2.该公式适用范围,适用于简支梁(单向受弯构件),不适用于连续梁和双向受力构件,也不适用于压弯构件如地下室外挡墙板等等;现在一些程序给出的裂缝计算结果有些不可靠,没有合理的理论依据,不宜采用。

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